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5. Arduino

Arduino es una plataforma abierta  (LIBRE) de desarrollo tanto de hardware como de software. Su filosofía consiste en realizar proyectos tecnológicos de índole electrónico mediante la implementación de prototipos microcontrolados. Esto es,  el control viene dado mediante una placa Arduino que posee un microcontrolador en cuya memoria interna se descarga un programa que maneja todo el hardware.

El hardware de Arduino consiste en una placa de circuito impreso con un microcontrolador, normalmente Atmel AVR, y puertos digitales/analógicos de entrada/salida donde conectar sensores y/o actuadores.

Mediante un compilador, redactamos el programa en un lenguaje parecido a "C" y luego se descarga al microcontrolador. Hay diversas placas tipo arduino: UNO, Leonardo, Due, Yún, etc., cada una de ellas con un microcontrolador específico, de manera que la elección de una u otra placa dependerá de las especificaciones del problema a resolver.

Además, existen placas específicas para GSM, Ethernet, Wifi, etc. que montadas sobre las placas Arduino obtenemos la conectividad deseada.

Existen múltiples placas Arduino con diferentes características y distintos microcontroladores. El más utilizado y estándar es el Arduino UNO, sin embargo en algunos casos podemos necesitar otra placa Arduino para adaptarnos al tipo de proyecto a realizar.

Algunas de las placas Arduino más utilizadas:

Alimentación

La placa Arduino necesita energía para funcionar, existen varias formas de alimentar la placa Arduino:

A través del conector USB: cuando conectamos al ordenador para programarlo o utilizando un “power bank” con conexión USB por ejemplo.
A través del conector de alimentación externa:  La fuente de alimentación conectada debe ofrecer un voltaje DC de 7 a 12v. Internamente la placa Arduino UNO regula la tensión a 5v.

A través de los pines 5v o Vin:  A través del pin 5v podemos alimentar con una fuente de alimentación de 5v, o a través del pin Vin podemos alimentar de igual forma que con el conector externo con un voltaje de entre 7 a 12v, pues se ajutará a 5v con el regulador interno. El pin VIN (Voltage Input) en Arduino es la entrada de alimentación externa no regulada, diseñada para recibir entre 6V y 12V (recomendado 7V-12V). Permite suministrar energía al regulador de voltaje interno para alimentar la placa, y también puede actuar como salida para alimentar componentes externos con el mismo voltaje aplicado. Este video explica cómo alimentar una placa Arduino con una fuente de alimentación externa:

Características Principales del Pin VIN:
Alimentación: Si no se usa el conector Jack de 9V, el pin VIN es la mejor forma de dar energía a la placa (por ejemplo, con una batería).
Rango de Voltaje: Funciona con 6V-12V, aunque el ideal es 7V-12V para que el regulador funcione correctamente.
Doble Función: Puede funcionar como salida para alimentar motores o sensores pequeños, compartiendo el voltaje que entra por el jack (menos una pequeña caída de voltaje).
Precauciones: NO tiene protección contra inversión de polaridad (el positivo a VIN, negativo a GND). No se debe alimentar simultáneamente por USB y VIN a voltajes superiores a 5V. 
Se recomienda no superar los 12V en este pin para evitar el sobrecalentamiento del regulador de voltaje
En el caso de alimentar desde USB o a través del conector externo, por los pines 3.3v , 5v, GND y Vin obtenemos la alimentación para circuitos auxiliares, sensores, shields, etc.:

• 3.3v proporciona una tensión de 3.3v y una corriente máxima de 50mA

• 5v proporciona una tensión de 5v y una corriente máxima de 300mA

• GND es el nivel 0v de referencia

• Vin proporciona la tensión de alimentación conectada al conector de alimentación (sin regular, igual a la tensión de la fuente de alimentación conectada)

Normalmente alimentaremos la placa Arduino a través del USB durante su programación desde el PC. Si la placa Arduino va a funcionar de forma autónoma sin interactuar con el PC podemos alimentarla desde una fuente de alimentación o con una batería a través del conector Jack (aplicar de 7 a 12v).

Especificaciones técnicas

Microcontrolador:  ATmega328P
Alimentación:  5V
Alimentación (recomendada):  7-12V
Alimentación (límite) 6-20V
Número de pines E/S:  14 (6 con salida PWM)
Número de pines PWM: 6
Número de pines analógicos: 6
Corriente pines E/S: 20 mA
Corriente pin de 3.3V: 50 mA
Memoria Flash : 32 KB (ATmega328P) (0.5 KB para el bootloader)
SRAM: 2 KB (ATmega328P)
EEPROM: 1 KB (ATmega328P)
Velocidad de reloj : 16 MHz
Largo: 68.6 mm
Ancho: 53.4 mm
Peso: 25 g

El tamaño de la memoria para programa de la placa Arduino UNO es de 32 KBytes.

 La placa Arduino UNO dispone de múltiples pines de conexión en formato de conector hembra:

Los pines están agrupados por función o tipo:

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